本發明專利技術涉及一種含有具有0.5-10nm的粒度的納米級鐵-鉑族金屬顆粒的金屬氧化物載體材料，其中所有納米級鐵-鉑族金屬顆粒的至少70%位于該金屬氧化物載體材料的外表面層上，其中該外表面層具有基于該金屬氧化物載體材料的總體積小于50%的平均體積。此外，本發明專利技術涉及一種制備該含有納米級鐵-鉑族金屬顆粒的金屬氧化物載體材料的方法。此外，本發明專利技術涉及含有納米級鐵-鉑族金屬顆粒的金屬氧化物作為催化劑的用途，例如作為用于處理來自柴油發動機的廢氣排放物的柴油氧化催化劑的用途。
【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】含有納米級鐵-鉑族金屬顆粒的金屬氧化物載體材料本專利技術涉及一種含有具有O. 5-10nm的粒度的納米級鐵-鉬族金屬顆粒的金屬氧化物載體材料，其中所有納米級鐵-鉬族金屬顆粒的至少70%位于該金屬氧化物載體材料的外表面層上，其中該外表面層具有基于該金屬氧化物載體材料總體積為50%的平均體積。此外，本專利技術涉及一種制備該含有納米級鐵-鉬族金屬顆粒的金屬氧化物載體材料的方法。此外，本專利技術涉及含有納米級鐵-鉬族金屬顆粒的金屬氧化物作為催化劑的用途，例如作為用于處理來自柴油發動機的廢氣排放物的柴油氧化催化劑的用途。貧油燃燒(lean burn)發動機，例如柴油發動機和貧油燃燒汽油發動機的操作為使用者提供優異的燃料經濟性，且因其在貧燃料條件下以高的空氣/燃料比操作而具有非常低的氣相烴和一氧化碳排放物。尤其是就其燃料經濟性、耐久性及其在低速下產生高轉矩的能力而言，柴油發動機也明顯優于汽油發動機。 然而，從排放物來看，柴油發動機存在比其火花點火相對物更嚴重的問題。排放問題與顆粒狀物質、氮氧化物(NOx)、未燃烴(HC)和一氧化碳(CO)有關。NOx為用于描述氮氧化物的各種化學物質(尤其包括一氧化氮(NO)和二氧化氮(NO2))的術語。已知包含分散于難熔金屬氧化物載體上的貴金屬如鐵-鉬族金屬(PGM)的氧化催化劑用于處理柴油發動機的廢氣，從而通過催化氧化烴和一氧化碳氣態污染物而將這些污染物均轉化成二氧化碳和水。該類催化劑通常含于稱為柴油氧化催化劑(DOC)或更簡單地稱為催化轉化劑的單元中，這些單元置于柴油燃燒發動機的廢氣流動通道中，以在廢氣排放于大氣之前處理該廢氣。柴油氧化催化劑通常在其上沉積一種或多種催化劑涂料組合物的陶瓷或金屬性基材載體上形成。除了氣態HC、C0和顆粒狀物質的可溶性有機部份(SOF)的轉化外，含有鐵-鉬族金屬(其通常分散于難熔金屬氧化物載體上)的氧化催化劑促使一氧化氮(NO)氧化成NO2。例如US 5，491，120公開了含有氧化鋪和可為二氧化鈦、氧化錯、氧化鋪-氧化錯、二氧化硅、氧化鋁-二氧化硅和α-氧化鋁中一種或多種的塊狀第二金屬氧化物的氧化催化劑。US 5，627，124公開了含有氧化鈰和氧化鋁的氧化催化劑。其公開了各自均具有至少約10m2/g的表面積。公開的氧化鈰與氧化鋁的重量比為I. 5:1-1:1. 5。進一步公開了其可任選含鉬。公開的氧化鋁優選為活性氧化鋁。US 5，491，120公開了含有氧化鈰和可為二氧化鈦、氧化鋯、氧化鈰-氧化鋯、二氧化硅、氧化鋁-二氧化硅和α -氧化鋁中一種或多種的塊狀第二金屬氧化物的氧化催化劑。現有技術顯示知曉將包括經金屬摻雜的沸石在內的沸石用于處理柴油廢氣。US2008/045405公開了一種用于處理廢氣排放物如氧化未燃烴和一氧化碳并還原氮氧化物的柴油氧化催化劑。更尤其是，US 2008/045405涉及一種包括含兩種明顯不同的Pt:Pd重量比的兩層不同表面涂料(washcoat)層的表面涂料組合物。PGM為DOC-和三通轉化(TWC)應用中的催化活性物質。通常使用鉬與鈀作為柴油氧化催化劑中的活性金屬，而使用鉬、鈀和銠的組合作為TWC催化劑中的活性金屬。CO至CO2的氧化和烴至CO2的氧化主要通過鉬催化。加入鈀減少了鉬在難熔金屬氧化物載體如Y-Al2O3表面上的移動性。此外，在鈀的存在下，可減少金屬顆粒在較高溫度下的燒結。在TffC應用中，此外使用銠催化還原氮氧化物(2N0+2C0 — N2+2C02)。就催化活性而言，要求催化活性物質的表面具可接近性。本領域已知制備柴油氧化催化劑的方法包括α)使鉬和鈀鹽在水中組合，(ii)將Y-Al2O3和其他添加劑加入(i)的溶液中以獲得水基淤漿(所謂的表面涂料)。將含PGM的表面涂料調節至特殊黏度。經由浸涂利用含PGM的表面涂料涂覆蜂窩狀堇青石并煅燒。在驅散(driveway)期間，PGM離子發生還原。所述方法得到平均直徑為l_2nm的非常小的金屬性PGM納米顆粒。由于貴金屬溶液移動深入氧化鋁孔隙內，甚至進入氧化鋁的最內層，隨后經還原的PGM納米顆粒也沉積于此。因此，所得含PGM的氧化鋁顯示PGM的均勻分布。然而，不能接近位于氧化鋁最內層處的PGM而催化。因此，目的還有以使得可接近性/可用率優化而得到改善的柴油氧化催化劑性能的方式控制活性金屬在金屬氧化物載體材料上的位置。·因此，本專利技術涉及一種含有具有O. 5-10nm的粒度的納米級鐵-鉬族金屬顆粒的金屬氧化物載體材料，其中所有納米級鐵-鉬族金屬顆粒的至少70%位于該金屬氧化物載體材料的外表面層上，其中該外表面層具有基于該金屬氧化物載體材料總體積為50%的平均體積。本說明書和所附權利要求書中所用的單數形式“一個”、“一種”和“該”包括復數指示物，除非就此另有清楚指示。因此，例如提及“鐵-鉬族金屬”包括來自鐵-鉬族的兩種或更多種金屬的混合物等。本說明書和所附權利要求書中所用術語“鐵-鉬族”包括來自鐵族、鈷族和鉬族的所有金屬。因此，鐵一鉬族包括鐵、鈷、鎳、釕、錯、鈕、鋨、銥、鉬、I、4 .'省i·。金屬氧化物本領域熟練技術人員已知合適的金屬氧化物載體材料。金屬氧化物載體材料優選為選自包括二氧化硅、氧化鋁、氧化鋯、二氧化鈦的化合物及其混合物的組的賤金屬(basemetal)氧化物和/或過渡金屬氧化物。尤其優選的載體為選自氧化鋁、氧化鋯、二氧化硅、二氧化鈦、二氧化硅-氧化鋁、氧化鋯-氧化鋁、二氧化鈦-氧化鋁、氧化鑭-氧化鋁、氧化鑭-氧化錯-氧化招、氧化鋇-氧化招、氧化鋇-氧化鑭-氧化招、氧化鋇-氧化鑭-氧化釹-氧化鋁、氧化鋯-二氧化硅、二氧化鈦-二氧化硅、氧化鋯-二氧化鈦的活化高表面積化合物。就柴油氧化催化劑而言,優選氧化鋁載體,任選地摻雜有稀土金屬。市售氧化鋁載體材料為 SBA-150U-A1203，初級粒度為 5-75nm, BET :137m2/g)、TM (100/150) ( y -Al2O3,初級粒度為 5-90nm, BET 150m2/g)、SBA-70 ( δ -Al2O3,初級粒度為 5_70nm(370nm 非常少)，BET 85. 5 m2/g)、Siraloxl，5/100 ( δ -Al2O3,初級粒度為 5_50nm，BET 102m2/g)或KR70 ( Y -Al2O3,初級粒度為 5-90nm, BET 155m2/g)。摻雜金屬氧化物可摻雜有其他金屬,優選摻雜有氧化鈰和/或氧化鋯。優選的摻雜條件取決于應用并對本領域熟練技術人員是已知的。孔隙率優選地，金屬氧化物載體材料顯示根據DIN 66131測得為約30m2/g至約160m2/g的BET表面積?？紫堵矢鶕厥鈶枚{整。微孔尺寸優選地,金屬氧化物材料顯示約O. 3nm至約5nm,優選約O. 5nm至約4nm,甚至更優選約O. 5nm至約2nm的孔隙尺寸。優選地，金屬氧化物材料顯示約70 ▲至約150人的平均 孔徑。粒度優選地，金屬氧化物載體材料具有約5nm至約200nm,甚至更優選約5nm至約IOOnm的粒度。甚至更優選的粒度為約30nm至約90nm。附聚物任選地，金屬氧化物載體材料以附聚物形式存在，而優選附聚物具有約IOOnm至約20微米，甚至更優選約500nm至約15微米的本文檔來自技高網...
【技術保護點】
【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】...
【專利技術屬性】
技術研發人員：T·J·科普林，I·多姆克，C·R·卡斯特拉諾，G·克爾默，W·施洛夫，R·弗爾哈克，G·舍爾尼科，A·克里斯塔多羅，D·舍恩菲爾德，H·希布施特，M·G·J·滕凱特，
申請(專利權)人：巴斯夫歐洲公司，
類型：
國別省市：
還沒有人留言評論。發表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。